Radioaktive Markierung von Antikörpern und Peptiden
In diesem Projekt wird in Zusammenarbeit mit weiteren Kooperationspartnern ein neuartiger, hochspezifischer Antikörper evaluiert und dadurch seine klinische Prüfung beschleunigt. Dazu wird der Antikörper radioaktiv markiert und bei in vitro und in vivo Studien eingesetzt. Dabei kommen sowie kurzlebige Nuklide (68Ga-Gallium) als auch langlebige Nuklide (90Nb-Niob) zum Einsatz, um die Anreicherung des Antikörpers im Körper mittels Biodistribution und Positronen-Emissions-Tomographie (PET) zu verschiedenen Zeitpunkten zu messen. So kann die Spezifität und Anreicherungskinetik hoffentlich in vivo bestätigt bzw. überprüft werden. Außerdem werden auch Fragmente des Antikörpers auf die genannten Parameter hin untersucht. Schließlich ist von Interesse, die Spezifität des durch diesen Antikörper gebundenen Targets durch kleinere Substanzen zu nutzen. Dazu werden Mikroproteine mit ca. 30 Aminosäuren auf ähnliche Art und Weise evaluiert. Diese hätten in Bezug auf das Targeting, abgesehen von ihrer geringeren Masse, wesentliche Vorteile gegenüber dem Antikörper.
Radiomarkierung und Evaluierung polymerer und nanopartikulärer Systeme
für die molekulare Bildgebung mittels PET
Klassische Pharmaka haben meist aufgrund schneller Verstoffwechselung oder Ausscheidung nur eine sehr kurze Verweildauer im Blutkreislauf. Dadurch stehen sie zur Aufnahme in die Zielgewebe nur kurz zur Verfügung, was eine erhöhte Dosis zur Erreichung des gewünschten Effekts erfordert. Die Dauer der Blutzirkulation nanopartikulärer Systeme ist aufgrund ihrer Größe erhöht. Hierin liegt ein Vorteil zur Anreicherung im Zielgewebe. Des Weiteren kann in Tumoren der EPR-Effekt (EPR: enhanced permeability and retention) der auf erhöhter Permeabilität von Blutgefäßen und verminderter Lymphdrainage basiert genutzt werden. Da die Biodistribution derartiger Systeme hierbei entscheidend von den Eigenschaften des Makromoleküls abhängt, ist es ein Ziel dieser Untersuchung diese Abhängigkeiten genau zu untersuchen und Moleküle mit den gewünschten Eigenschaften zu synthetisieren. Zur Darstellung der Verteilung verschiedener polymerer und nanopartikulärer Systeme wird auf die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) als bildgebendes Verfahren zurückgegriffen (siehe Abbildung). Hierfür werden diese Makromoleküle in Abhängigkeit vom gewünschten Untersuchungszeitraum mit Radionukliden wie Fluor-18 oder Radio-Iodisotopen markiert.
Biodistribution eines HPMA-basierten Copolymers (koronare Schnitte eines 55 kDa HPMA-ran-LMA
Copolymers 2 h nach Injektion, H: Herz, A: Aorta, K: Niere).
(Allmeroth, M, et al. Biomacromolecules 2011; 12; 2841–2849)
Knochenmetastasen
Für Patienten die an Krebs leiden, stellen Knochenmetastasen eine ernsthafte Komplikation dar. Frühe Diagnose und Lokalisierung ist entscheidend für die Behandlung von Patienten. In der klinischen Routine wird dies mit planarer Bildgebung oder Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie (SPECT) unter Verwendung etablierter 99mTc-Phosphonate als Radiopharmazeutika durchgeführt. Ziel dieser Studie ist die Synthese neuer makrozyklischer Bisphosphonate, die eine hohe Affinität zur Knochensubstanz aufweisen und sowohl mit 68Ga-Gallium für die Diagnose mit PET, als auch mit 177Lu-Lutetium für die Therapie markiert werden können. Aufgrund der geringen Reichweite seiner β - Strahlung eignet sich 177Lu-Lutetium besonders gut für eine solche Tumortherapie
Abb: Ganzkörper-PET-Aufnahme von [68Ga]BPPED innerhalb von 120 min.